陳夫貴，王步連，江 挺

(安徽師范大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院，安徽蕪湖 241000)

光質(zhì)對(duì)南林895楊生根時(shí)間和根長(zhǎng)生長(zhǎng)的影響

陳夫貴，王步連，江 挺

(安徽師范大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院，安徽蕪湖 241000)

[目的]研究光質(zhì)對(duì)水培植物生根早晚和根生長(zhǎng)速率的影響。[方法]以南林895楊為材料，研究了藍(lán)、黑、綠、紅和白5種顏色的培養(yǎng)水培盆對(duì)南林895楊插穗生根早晚和根生長(zhǎng)速率的影響。[結(jié)果]在南林895楊插穗水培的早期和中期，藍(lán)盆和黑盆的插穗出芽早且根生長(zhǎng)較快，而綠盆、白盆、紅盆插穗生根較晚且根生長(zhǎng)較慢，在水培后期，光質(zhì)對(duì)插穗根的生長(zhǎng)沒(méi)有顯著影響。[結(jié)論]藍(lán)光和黑暗條件最適于楊樹(shù)插穗生根。試驗(yàn)結(jié)果為植物水培條件優(yōu)化研究提供了理論基礎(chǔ)。

南林895楊；生根時(shí)間；根長(zhǎng)生長(zhǎng)

影響植物插穗生根時(shí)間和根長(zhǎng)度的因素有多種。Bredmose等[1]研究發(fā)現(xiàn)：24.6 ℃的培養(yǎng)溫度，另外施加濃度為10-3～10-1mol/L的IBA對(duì)迷你玫瑰插條生根最為有利。吳小玲[2]發(fā)現(xiàn)硬枝扦插可獲得較高的扦插成活率，平均達(dá)92%，是歐美楊無(wú)性繁殖的主要方法，但扦插成活率及生長(zhǎng)量以中部剪取的插穗最好，梢部插穗次之，基部插穗較差。她還發(fā)現(xiàn)生根粉處理可有效促進(jìn)插條生根，縮短生根時(shí)間，提高扦插成活率，同時(shí)對(duì)于促進(jìn)苗高、苗徑生長(zhǎng)也有明顯效果，其中以100 mg/kg 處理效果最好，扦插成活率達(dá)到99%。張百軍等[3]人發(fā)現(xiàn)扦插密度對(duì)苗木生長(zhǎng)和苗木質(zhì)量有明顯的影響，其中以株行距 30 cm×50 cm 效果最好，扦插成活率達(dá)到98%；苗高3.5 m以上的優(yōu)質(zhì)苗木是用作扦插苗的最好材料。此外，培養(yǎng)液種類、外源激素等也能影響插穗根的形成[4]。目前在林木水培生根的研究中，還沒(méi)有關(guān)于光質(zhì)對(duì)于木本植物生根時(shí)間和根的生長(zhǎng)速率的影響研究。該試驗(yàn)將探究藍(lán)、黑、綠、白、紅5種光質(zhì)對(duì)南林895楊插穗生根時(shí)間和根的生長(zhǎng)速率的影響。

南林895楊是美洲黑楊和歐洲黑楊的雜交種，屬于楊柳科楊屬，原產(chǎn)于美洲，廣泛分布于歐美各國(guó)，在我國(guó)除廣東、云南、西藏之外各個(gè)省(區(qū))均有種植[5]。南林895楊是速生楊木中的一個(gè)優(yōu)良品種，生長(zhǎng)量突出，具有生長(zhǎng)速度快，材質(zhì)好，干型好，抗寒、抗旱和抗病蟲(chóng)害能力強(qiáng)，對(duì)土壤環(huán)境要求不嚴(yán)格，無(wú)性繁殖容易，營(yíng)林簡(jiǎn)單，輪伐期短等一系列優(yōu)良特性，是適宜大面積種植，經(jīng)濟(jì)效益高，制漿造紙的優(yōu)良品種。南林895楊的水培硬枝、嫩枝扦插育苗試驗(yàn)已經(jīng)取得了成功[6]。而研究光質(zhì)對(duì)于南林895楊插穗生根時(shí)間和根的生長(zhǎng)速率的影響能夠?yàn)槠渌嗫旆睏l件的優(yōu)化提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料 試驗(yàn)用材南林895楊(Populus×euramericanacv.Nanlin-895)是由南京林業(yè)大學(xué)楊樹(shù)研究開(kāi)發(fā)中心在“九五”期間，采用I-69楊(母本，美洲黑楊)×I-45楊(父本，南林895楊)雜交選育的用材林新品種。水培盆分別采用藍(lán)、黑(盆外罩有黑色塑料薄膜，下同)、綠、紅、白5種顏色。選用一年生南林895楊插苗，取苗木中上部，穗長(zhǎng)20 cm，粗1.1 cm。插穗要求生長(zhǎng)健壯，無(wú)病蟲(chóng)害，生理狀況相同，具有3～4個(gè)芽，準(zhǔn)備30株[7]。插穗消毒可選用70%酒精浸泡數(shù)秒或更長(zhǎng)時(shí)間，再用0.1%～0.2%HgCl2浸泡5～15 min，無(wú)菌水沖洗4～5次[8]。

1.2 試驗(yàn)材料處理 準(zhǔn)備藍(lán)、黑、綠、白、紅5種顏色的水培盆(圖1)，分別裝入3 L 50% Hoagland培養(yǎng)液[KNO3，0.25 mmol/L； MgSO4·7H2O，1.00 mmol/L； KH2PO4，0.50 mmol/L； MnCl2·4H2O，1.00 mmol/L； ZnSO4·7H2O，0.38 μmol/L； Na2Mo4·2H2O，0.25 μM； CuSO4·5H2O，0.32 μmol/L； FeSO4·7H2O，0.05 mmol/L； Na2EDTA，0.05 mmol/L； Ca(NO3)2·4H2O，2.50 mmol/L； H3BO3，23.00 μmol/L]。在每個(gè)水培盆緊貼水培液上沿裝入一塊泡沫板，每塊的大小略小于盆口，在每塊泡沫板上均勻打6個(gè)孔，每孔插入1根南林895楊插穗。將水培盆置于自然光條件下，培養(yǎng)溫度控制在16～27 ℃，相對(duì)濕度80%左右[9]。培養(yǎng)日期為2013年3月10日到2013年5月14日，培養(yǎng)的前期(2013年3月10日至2013年4月9日)每7 d換1次培養(yǎng)液，到了培養(yǎng)的后期(2013年4月10日至2013年5月14日)每隔3 d換1次培養(yǎng)液。

1.3 生根時(shí)間和根的長(zhǎng)度測(cè)定 從插穗插入培養(yǎng)液中起，觀察記錄最早生根時(shí)間。分別在3月28日、4月1日、4月9日、4月20日和5月14日，測(cè)量各水培盆插穗每條根的長(zhǎng)度。測(cè)量根的方法：將插穗從培養(yǎng)盆中取出，輕輕將根拉直(注意整個(gè)過(guò)程動(dòng)作要輕，不要將插穗的根弄斷)，用游標(biāo)卡尺測(cè)量每一條根的長(zhǎng)度并做記錄。

1.4 數(shù)據(jù)分析 采用單因素方差分析不同光質(zhì)對(duì)南林895楊根的萌發(fā)和根長(zhǎng)生長(zhǎng)的影響。對(duì)于樣品平均值間的差異使用Duncan’s檢驗(yàn)(P<0.05)。數(shù)據(jù)分析軟件是SPSS version 19.0。

圖1 不同顏色水培盆

2 結(jié)果與分析

2.1 初次生根時(shí)間差異 不同顏色水培盆中南林895楊初次生根時(shí)間出現(xiàn)顯著差異(圖2)。其中藍(lán)盆生根時(shí)間最早為3月20日，所需時(shí)間為10 d；黑盆插穗生根時(shí)間為3月23日，所需時(shí)間為13 d；綠盆插穗生根時(shí)間為3月28日，所需時(shí)間為18 d；紅盆和白盆生根時(shí)間都為4月1日，所需時(shí)間為22 d。藍(lán)盆和黑盆插穗生根的時(shí)間明顯少于綠盆、紅盆和白盆；而綠盆插穗生根時(shí)間又少于紅盆和白盆。

圖2 5種顏色水培盆的插穗初次生根的天數(shù)

2.2 不同顏色水培盆中根的長(zhǎng)度比較 不同顏色水培盆對(duì)于南林895楊根生長(zhǎng)速率也有不同的影響。如圖3所示，在開(kāi)始培養(yǎng)的第18天(3月28日)，藍(lán)盆和黑盆插穗根的平均長(zhǎng)度顯著長(zhǎng)于綠盆、白盆和紅盆插穗根的平均長(zhǎng)度。在第22天(4月1日)，藍(lán)盆插穗根最長(zhǎng)，黑盆次之，綠盆較黑盆短，而紅盆和白盆剛開(kāi)始生根，且這兩者差異不明顯。在第30天(4月9日)，藍(lán)盆插穗根最長(zhǎng)，黑盆次之，綠盆插穗根的長(zhǎng)度顯著比前兩者短，但略長(zhǎng)于紅盆和白盆插穗根的長(zhǎng)度，后兩者根的長(zhǎng)度差異不顯著。在第41天(4月20日)，藍(lán)盆和黑盆插穗根最長(zhǎng)，且兩者差異較小，綠盆插穗根的根長(zhǎng)度略低于前兩者。紅盆和白盆插穗根的長(zhǎng)度明顯低于藍(lán)盆、黑盆和綠盆，且兩者之間差異不顯著。在第65天(5月14日)，藍(lán)盆、黑盆、綠盆、紅盆和白盆插穗根的平均長(zhǎng)度接近。綜上所述，在4月20日以前，水培盆顏色對(duì)插穗根的長(zhǎng)度具有顯著性影響，而在5月14日以后，水培盆顏色對(duì)插穗根的長(zhǎng)度影響不再顯著(圖3)。

圖3 不同顏色水培盆插穗根的長(zhǎng)度

3 結(jié)論與討論

(1)試驗(yàn)通過(guò)對(duì)南林895楊插穗的水培處理，探討了不同光質(zhì)對(duì)南林895楊插穗生根時(shí)間及根長(zhǎng)生長(zhǎng)的影響。結(jié)果顯示：在南林895楊插穗水培的前中期，藍(lán)盆插穗的生根時(shí)間最早且根的生長(zhǎng)速度最快；黑盆插穗生根的時(shí)間次之，并且根的生長(zhǎng)速度略低于藍(lán)盆；綠盆的插穗生根時(shí)間遲于黑盆，且插穗根的生長(zhǎng)速度顯著低于藍(lán)盆和黑盆；紅盆和白盆插穗的生根時(shí)間最遲并且這兩者根的生長(zhǎng)速度最慢。但到了試驗(yàn)后期，藍(lán)盆、黑盆、綠盆、紅盆和白盆插穗根的平均長(zhǎng)度接近。因此得出結(jié)論：在南林895楊水培的前中期，藍(lán)光和黑光條件下最有利于南林895楊插穗的生根并且根生長(zhǎng)較快；綠光作用次之；紅光和白光對(duì)南林895楊插穗生根效果最差。在水培的后期光質(zhì)對(duì)根的生長(zhǎng)沒(méi)有顯著的影響。

(2)不同顏色的水培盆對(duì)插穗生根的影響在于其有選擇地透過(guò)不同顏色的光到達(dá)生根部位進(jìn)而影響根的形成[10-11]。該研究發(fā)現(xiàn)水培盆顏色效應(yīng)在南林895楊插穗水培的前中期對(duì)其根的萌發(fā)和生長(zhǎng)具有顯著性影響。其中藍(lán)色水培盆的南林895楊插穗生根時(shí)間最早只有10 d，而且在水培的前中期藍(lán)盆插穗根生長(zhǎng)最快。紅盆和白盆南林895楊插穗生根時(shí)間最遲為22 d，而且在水培的前中期，這兩者插穗根生長(zhǎng)最慢。這與蒲高斌等[10]發(fā)現(xiàn)番茄根系活力以藍(lán)光處理為最強(qiáng)，紅光處理低于白光但差異不顯著的變化趨勢(shì)相似。

(3)插穗根生長(zhǎng)所需要的糖必須由嫩葉光合作用提供[11]，所以插穗根的生長(zhǎng)與光合作用密切相關(guān)。葉綠素的合成與光質(zhì)有密切關(guān)系[12]，而葉綠素的含量及葉綠素a與葉綠素b的比值(Chla/Chlb)直接影響光合作用，從而間接影響插穗的生根。車全生等[13]人的試驗(yàn)顯示：以小蒼蘭為試驗(yàn)材料，用不同光照照射其幼苗，發(fā)現(xiàn)藍(lán)光條件下小蒼蘭幼苗葉綠素含量最高，其次是白光和紅光，不同光質(zhì)下的Chla/Chlb比值也不同，其中以藍(lán)光下比值最高，而紅光更有利于Chla的形成。在儲(chǔ)鐘稀等[14]人的試驗(yàn)中，發(fā)現(xiàn)紅光處理的黃瓜葉片與藍(lán)光處理的相比具有較低的Chla/Chlb比值，生長(zhǎng)在藍(lán)光下的葉片葉綠素含量高于白光和紅光的含量，它的Chla/Chlb比值最高。這2個(gè)試驗(yàn)顯示出在藍(lán)光條件下，植株的Chla/Chlb 比值最高，即具有最強(qiáng)的光合作用。這與該試驗(yàn)的結(jié)果：藍(lán)盆中南林895楊插穗根的萌發(fā)及生長(zhǎng)速度最快，遠(yuǎn)大于白盆和紅盆中的插穗，具有一致性。

(4)該試驗(yàn)還發(fā)現(xiàn)，黑盆中的南林895楊插穗生根的時(shí)間要遠(yuǎn)早于綠盆、紅盆和白盆，并且在試驗(yàn)的前中期，黑盆南林895楊插穗根的生長(zhǎng)速度也遠(yuǎn)快于綠盆、紅盆和白盆，其原因可能是：①黑盆遮擋了部分陽(yáng)光，降低了插穗的蒸騰作用，減輕了幼根吸水的壓力，從而促進(jìn)幼根的生長(zhǎng)；②由于生根阻礙物質(zhì)的形成與光敏色素有密切關(guān)系，遮光處理可以減少生根阻礙物，并能使插穗的木質(zhì)化進(jìn)度減慢，保持組織的幼性，從而促進(jìn)根的生長(zhǎng)。這與劉玉君等[15]關(guān)于提高樟子松插穗生根率的研究以及森下義郎[16]以赤松、楊梅等所作試驗(yàn)的結(jié)論一致。

[1] BREDMOSE N，KRISTIANSEN K，NIELSEN B.Propagation temperature，PPFD，auxin treatment，cutting size and cutting position affect root formation，axillary bud growth and shoot development in miniature rose(RosahybridaL.)plants and alter homogeneity [J].Journal of Horticultural Science & Biotechnology，2004，79(3)：458-465.

[2] 吳小玲.歐美楊扦插育苗技術(shù)的研究[J].林業(yè)勘察設(shè)計(jì)，2003(2)：20-22.

[3] 張百軍，張國(guó)英，周曾蓮.不同處理對(duì)歐美楊扦插成活和苗木生長(zhǎng)的影響[J].河南科技學(xué)院學(xué)報(bào)，2009，37(2)：16-18.

[4] SAFFARI M，SAFFARI V R.Effects of media and indole butyric acid(IBA)concentrations on hopbush(DodoneaeviscosaL.)cuttings in green house[J].Annals of Forest Research，2012，55(1)：61-68.

[5] FANG S，YANG W，F(xiàn)U X.Variation of microfibril angle and its correlation to wood properties in poplars[J].Journal of Forestry Research，2004，15(4)：261-267.

[6] 楊蕾，姚春麗.不同立地條件對(duì)歐美楊107材性及ASAM制漿性能的影響[J].造紙科學(xué)與技術(shù)，2007，26(3)：8-12.

[7] 朱湘渝，王瑞玲，黃東森.歐美楊新無(wú)性系生根性研究[J].林業(yè)科學(xué)，1991，27(2)：163-167.

[8] 龔一富.植物組織培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)[M].北京：科學(xué)出版社，2011.

[9] 張守仁.美洲黑楊新無(wú)性系水培生長(zhǎng)規(guī)律的研究[J].山西農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，1994，14(4)：346-349.

[10] 蒲高斌，劉士琦，劉磊，等.不同光質(zhì)對(duì)番茄幼苗生長(zhǎng)和生理特性的影響[J].園藝學(xué)報(bào)，2005，32(3)：420-425.

[11] ?GEREN G，INGESTAD T.Root：shoot ratio as a balance between nitrogen productivity and photosynthesis[J].Plant，Cell & Environment，1987，10(7)：479-586.

[12] YANG Z，LI Y，ZHANG J，et al.Effects of the red：far-red light ratio on photosynthetic characteristics of greenhouse cutChrysanthemum-Short communication[J].Horticulture Science，2013，40(1)：40-43.

[13] 車全生，盛月英，秦文英.光質(zhì)對(duì)小蒼蘭莖尖試管培養(yǎng)的影響[J].園藝學(xué)報(bào)，1997，24(3)：269-273.

[14] 儲(chǔ)鐘稀，童哲，馮麗潔，等.不同光質(zhì)對(duì)黃瓜葉片光合特性的影響[J].植物學(xué)報(bào)，1999，41(8)：867-870.

[15] 劉玉君，秦勇，姜世友，等.提高樟子松插穗生根力的研究[J].林業(yè)科技，2002，27(2)：5-6.

[16] 森下義郎，大山浪雄.植物扦插理論與技術(shù)[M].北京：中國(guó)林業(yè)出版社，1988.

Effects of Light Quality on Rooting Time and Root Growth in Nanlin 895 Poplar

CHEN Fu-gui et al

(College of Life Sciences, Anhui Normal University,Wuhu, Anhui 241000)

[Objective]The impact of light quality on rooting time and root growth in plants was studied. [Method]In this study, Nanlin 895 poplar was chosen for researching the effect of five color pots, blue, black, green, red and white, on the rooting time and root growth. [Result] I showed that in the early growing, the cuttings in green and black pots rooted earlier and the root grew faster than those in other pots. But in the latter stage, the light quality had no significant effect on root growth. [Conclusion] Blue light and dark condition were the best for poplar rooting. The result could provide theoretical basis for hydroponic condition optimization.

Nanlin 895 poplar; Rooting time; Root growth

國(guó)家自然科學(xué)基金基金項(xiàng)目(31200469)；安徽省自然科學(xué)基金項(xiàng)目(1308085QC62)。

陳夫貴(1979- )，男，河南永城人，副教授，博士，從事林木生理和蛋白質(zhì)組學(xué)研究。

2014-04-30

S 792.11

A

0517-6611(2014)15-04696-03